Изобретая будущее исследований бозона Хиггса
В 1975 году трое теоретиков ЦЕРН, Джон Эллис, Мэри К. Гайяр и Дмитрий Нанопулос, предприняли первое всестороннее исследование коллайдерной феноменологии бозона Хиггса. Почти 40 лет спустя он был обнаружен на БАК. Можем ли мы сейчас, десять лет спустя, обладать таким долгосрочным предвидением, чтобы предвидеть различные пути, по которым могут пойти будущие исследования бозона Хиггса? 4 июля 2022 года, когда я наслаждался множеством прекрасных презентаций на симпозиуме Higgs@10, в моих ушах постоянно звенела фраза: «Совместимо с предсказаниями Стандартной модели (СМ)». Звенели тревожные звоночки. Действительно? Мы уверены? Является ли бозон Хиггса СМ-подобным или нет — это вопрос, который определит экспериментальное будущее исследований бозона Хиггса.
Мы можем дать количественный ответ на языке теории эффективного поля, которая является математическим выражением идеи о том, что наиболее эффективный способ описания объекта зависит от масштаба длины, с которого вы его смотрите. Для астронавтов Земля очень эффектно описывается как гладкая сфера. Для летних студентов, отправляющихся в Ле Рекюле, это не так. То же самое и с квантовым миром. Далекий от нейтрального атома, он фактически выглядит как точечная частица с некоторыми оставшимися мультиполярными взаимодействиями с фотонами. На более коротких расстояниях, попадающих среди электронов, это описание совершенно не работает.
То же самое с Хиггсом. Что бы там ни происходило, при энергиях, достаточно близких к mh, оно эффективно описывается как точечная частица с горсткой дополнительных «операторов», которые представляют собой по существу новые взаимодействия частиц, не содержащиеся в СМ (не фигурирующие в эта кружка или футболка), но включают частицы СМ. На глаз астронавт может разглядеть какие-то особенности на Земле и предположить, что там могут быть горы, но на самом деле он не может оценить набор высоты учениками. Точно так же операторы бозона Хиггса, не относящиеся к СМ, могут зафиксировать отдаленные остаточные эффекты микроскопических внутренностей бозона Хиггса, но не раскрыть их во всей красе в деталях. Если все эти дополнительные операторы исчезают, бозон Хиггса подобен СМ. Давайте рассмотрим два отобранных примера и выясним, насколько СМ похож на бозон Хиггса...
Насколько он "нечеткий"? Является ли он точечным вплоть до мельчайших масштабов расстояний или, подобно пиону, состоит из других, пока не идентифицированных новых частиц? В последнем случае, как и в случае с пионами и составляющими их кварками и глюонами, непосредственное наблюдение нового материала потребует перехода к более высоким энергиям. В качестве альтернативы, он может быть точечным, но при ближайшем рассмотрении он может выявить контрольные признаки облака новых частиц, с которыми он взаимодействует. Для вашего интереса оператор, который может зафиксировать эти свойства, записывается как (µ|H|2)2. Если он исчезает, бозон Хиггса полностью точечный. Если нет, то это более нечетко, чем ожидалось. Насколько размыто? Нынешние измерения взаимодействия бозона Хиггса на LHC предполагают, что оно эффективно точечно вплоть до масштаба длины, который всего лишь в три раза ниже электрослабого масштаба. Это все еще может быть очень нечетким! Пушистый, как пион. Если да, то вряд ли SM-подобный Хиггс! Мы должны работать лучше, и, благодаря гораздо более точным измерениям связи на уровне 0,2%, будущая фабрика бозона Хиггса, такая как FCC-ee, сможет определить, является ли бозон точечным вплоть до уровня 6%.
Считает ли бозон Хиггса привлекательным? Да, согласно СМ. Новые частицы означают новые силы, и отсюда следует, что если бозон Хиггса взаимодействует с новыми тяжелыми частицами, они будут генерировать новую силу между бозоном Хиггса и им самим. Оператор, эффективно фиксирующий это, — |H|6, и он буквально формирует то, как поле Хиггса сообщало массу частицам во время самого зарождения нашей Вселенной! Итак, насколько самопритяжение Хиггса похоже на SM? При нынешних экспериментальных ограничениях мы знаем, что самопритяжение Хиггса может быть на 530% сильнее, чем значение СМ (не просто самопритяжение, больше похожее на откровенное тщеславие) или даже на -140% меньше (самоотталкивающее, больше похожее). Вряд ли это похоже на SM в любом случае! Чтобы иметь хоть какое-то представление о том, похоже ли влечение к себе на SM, мы должны сделать намного лучше. Будущие установки, такие как FCC-hh, CLIC или мюонный коллайдер, могли бы исследовать самопритяжение на гораздо более точном уровне 5%.
Терпение — добродетель; самоуспокоенность нет. Слишком рано говорить о бозоне Хиггса в баре. Кто знает, может быть, нам даже преподнесут нечто совершенно неожиданное, вроде нового окна в темный сектор вселенной. Чтобы по-настоящему изучить все аспекты природы бозона Хиггса, понять, является ли он подобным СМ, потребуется время (измеряемое десятилетиями) и много тяжелой работы. Но это можно и нужно сделать. Это экспериментальное будущее исследований бозона Хиггса, которого мы с нетерпением ждем.
Тем не менее, не секрет, что многие теоретики ожидали, что бозон Хиггса будет гораздо менее похож на СМ, чем это уже кажется. Почесав затылки, теоретический государственный переворот сейчас тихо происходит. Были веские причины ожидать чего-то другого: главным образом проблема иерархии. Эта проблема не просто эстетическая. СМ разрушается при высоких энергиях, в конечном итоге делая патологические предсказания, поэтому она может быть только эффективным описанием теории поля на больших расстояниях чего-то более фундаментального. Если, как это было в случае с пионами, масса Хиггса определяется более фундаментальными параметрами, то для бозона Хиггса нет механизма, позволяющего сохранять его легче, чем шкала масс новых частиц в этой теории. Тем не менее, коллайдеры говорят нам, что существует разрыв между массой бозона Хиггса и массой этих новых частиц. В прошлом это мотивировало открытие и разработку новых механизмов для объяснения светового бозона Хиггса, таких как почитаемая низкомасштабная суперсимметрия, которая до сих пор не появлялась на вечеринке по физике LHC, с сопутствующим бозоном Хиггса, не похожим на СМ.
Грубо разбуженные потоком сюжетов исключения, неохотно понюхав кофе, теоретики в последние годы выдвинули то, что вполне могло оказаться революционным теоретическим развитием. Проблема иерархии не исчезла, как и данные, так что другие фундаментальные предположения, тайно внедренные в старые теории, часто связанные с симметрией или эстетическими принципами, такими как простота или минимальность, были подвергнуты допросу и признаны недостаточными. В ответ были разработаны бесстрашные новые классы теорий, которые могут решить проблему иерархии, но при этом согласуются со всеми этими надоедливыми схемами исключения. Они варьируются от относительно скромных концептуальных корректировок существующих структур до отказа от эстетических принципов, а затем и до попыток связать массу Хиггса с происхождением Вселенной, космологией, природой Большого взрыва и , в крайнем случае, предположения о возможных связях между массой Хиггса и существованием самой жизни. Вы называете это, мы смело идем.
Это не свершившийся факт. Ни одна из этих идей не является столь же опьяняющей, как суперсимметрия, и не настолько ошеломляющей, как дополнительные измерения, каждая из которых оставляет у тех, кто их изучает, больше чувства «наблюдай за этим пространством», чем «эврика», которой наслаждался Архимед. По-разному, они недостаточно радикальны, слишком радикальны или просто не по вкусу. Пока нет момента Златовласки. Однако, на мой взгляд, эти вопросы вселяют надежду. В подобные моменты в прошлом мы, по сути, были на правильном пути, и нам приходилось ждать немного дольше, чем ожидалось, подтверждающих экспериментальных данных (верхний кварк). В других случаях правильные идеи были слишком радикальными для большинства, чтобы переварить их за один присест (квантовая механика). Тем не менее, для других правильные подходы слишком долго томились в относительной безвестности просто потому, что не соответствовали моде (квантовая теория поля). Посмотрите записи о цитировании оригинальных статей Браута-Энглера, Хиггса, Гуральника-Хагена-Киббла или «Модели лептонов» Вайнберга, которые лежат в основе физики бозона Хиггса, и вы увидите, что это важные примеры. что нам не мешало бы помнить. Природа не давала обещаний, что понять происхождение бозона Хиггса будет легко, и не должно быть так в будущем, но история учит, что те, кто исследует неустанно и бесстрашно, часто награждаются величайшим призом из всех: правдой.
Куда все это пойдет в ближайшие годы? Хватит ли у нас настойчивости, чтобы построить ускоритель, детекторы и деревню, необходимые для измерения самопритяжения Хиггса или открытия нечеткости бозона Хиггса? Откроют ли некоторые отважные теоретики дверь к фундаментальной теории за пределами СМ? Смогут ли будущие феноменологи заложить первые фундаментальные камни на пути к его открытию? Как сказал Деннис Габор, изобретатель голографии: «Будущее нельзя предсказать, но будущее можно изобрести». Мы работаем над этим.
Источник
Последние аномальные новости

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

ИИ представляет угрозу для человечества

Кукла на ветрине пугает покупателей

НЛО - это одно, но НПО представляют реальную угрозу

НЛО представляют явную и настоящую опасность

Новые кадры НЛО являются ключом к разгадке тайны

НПО представляют угрозу

Пентагон продолжает поиски внеземной жизни

Пилоты путают НЛО со спутниками Starlink

Портативные наборы для обнаружения НЛО

Робот пародирует Илона Маска и Дональда Трампа

Секретные материалы газеты Гримсби Телеграф

Сколько НЛО было замечено в Мичигане

Тайна, стоящая за взрывом наблюдений НЛО

Тайны легендарного наблюдения 'Огни Феникса'

Уфологи вызовут НЛО для документального фильма

Что случилось с рейсом MH370

Я скептически отношусь к инопланетным НЛО

Натуральная продукция по уходу за лицом и телом. Основные плюсы

Военный ИИ Пентагон улучшал с помощью StarCraft II

Дементора сняли в небе над Калифорнией

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика